原標(biāo)題：“大火箭”長征五號首飛成功 未來將承擔(dān)探月探火任務(wù)
昨晚8點(diǎn)43分，中國最大推力新一代運(yùn)載火箭長征五號在中國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空,，約30分鐘后，由遠(yuǎn)征二號上面級和實(shí)踐十七號衛(wèi)星組成的載荷組合體與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道,，長征五號運(yùn)載火箭首次飛行任務(wù)圓滿成功,。長征五號是實(shí)現(xiàn)未來探月工程三期、載人空間站,、首次火星探測任務(wù)等國家重大科技專項(xiàng)和重大工程的重要基礎(chǔ)和前提保障,。按計(jì)劃，2017年嫦娥五號落月采樣返回,、2018年發(fā)射空間站核心艙,、2020年發(fā)射火星探測器等任務(wù)都將依靠長征五號來實(shí)現(xiàn)。
□大火箭
>>力氣大
“膀大腰圓”列長征家族第一
中國工程院院士龍樂豪研究了一輩子火箭,，但在航天科工集團(tuán)一院天津長征火箭制造公司總裝車間,，當(dāng)他第一次看到長征五號巨大的身軀時(shí)，依然被深深地震撼了,。
長征五號是名副其實(shí)的“膀大腰圓”,。總長近57米,，站起來有20層樓那么高,；總重近900噸，幾乎是長征二號F和長征三號B兩款火箭的重量之和,；直徑5米,，如此“大腰圍”無法通過有些鐵路隧道，所以只能通過海運(yùn),。
體型大,，“胃口”也大。長征五號為兩級半液體火箭,，可以加載近800噸推進(jìn)劑,，長征二號F和長征三號B兩枚火箭的推進(jìn)劑加起來，才能“喂飽”一枚長征五號,。但與這兩位“前輩”比起來,，長征五號的推進(jìn)劑有著本質(zhì)區(qū)別。這個(gè)“龐然大物”90%以上的重量都是液氫液氧燃料,，其中液氫的溫度達(dá)零下253攝氏度,，液氧的溫度達(dá)零下183攝氏度，人送外號：“冰箭”,。
體型大,，“臉皮”卻薄。你能想到嗎,？長征五號的外殼厚度最薄處竟然只有1毫米多,，整流罩的“蒙皮”厚度僅有0.3毫米,。對比巨大的箭體，真可謂“薄如蟬翼”,。長征五號運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)員李操說：“火箭殼體薄了,，火箭的重量就減輕了，就能加載更多燃料,，運(yùn)送更多有效載荷,。”
大塊頭有大力氣,。長征五號的起飛推力超過1000噸,，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到25噸，遠(yuǎn)地軌道運(yùn)載能力達(dá)到14噸,，是長征二號F火箭近兩倍,，堪稱長征家族排名第一的飛天“大力士”。
為了發(fā)射這個(gè)“巨無霸”,，科研人員為其量身定制了新“座駕”,。此前，長征二號F火箭的發(fā)射平臺重達(dá)800噸,，但與長征五號的發(fā)射平臺相比,，只趕得上后者的一個(gè)零頭——新研制的大火箭活動發(fā)射平臺，總重量達(dá)到了1800多噸,，是目前亞洲最大的火箭發(fā)射平臺,。
>>技術(shù)新
火箭主承力構(gòu)件用3D打印
長征火箭從2米25、3米35直徑,，到現(xiàn)在的5米直徑,，不僅僅是簡單的腰圍增加，而是巨大的技術(shù)跨越,。
這個(gè)“大力士”可謂集最新技術(shù)的“寵愛”于一身,，如果要準(zhǔn)確描述它，“首次”“突破”將會是高頻詞,。據(jù)統(tǒng)計(jì),，長征五號研制全程共突破了240多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其中有12項(xiàng)是重大關(guān)鍵技術(shù)突破,，實(shí)現(xiàn)了由內(nèi)而外的全面升級,。在與世界現(xiàn)役火箭的對比中，欒恩杰院士得出結(jié)論：“長征五號的整體性能和總體技術(shù),，已達(dá)到國際先進(jìn)水平,。”
“出生”數(shù)字化——長征五號在研制過程中首次全面推進(jìn)先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)手段,，引進(jìn)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)工具,，構(gòu)建了我國運(yùn)載火箭研制歷史上第一個(gè)全三維數(shù)字火箭,，開創(chuàng)了火箭型號數(shù)字化研制的先河。作為運(yùn)載火箭的主承力構(gòu)件,，長征五號的鈦合金芯級捆綁支座竟然是3D打印出來的,，不僅強(qiáng)度更高,，加工速度更快,，重量還比原來的高強(qiáng)鋼設(shè)計(jì)減少30%。航天科技一院長征五號運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師李東告訴記者,，3D打印將為今后火箭的主承力部段輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造,，提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
“心臟”系列化——長征五號的研制,，牽引出三型高性能新型火箭發(fā)動機(jī),，均采用無毒無污染的推進(jìn)技術(shù)。其中,，120噸級液氧煤油發(fā)動機(jī)推力大,、比沖高，已成為我國新一代運(yùn)載火箭各個(gè)不同構(gòu)型火箭共用的基礎(chǔ)動力裝置,；50噸級液氧液氫發(fā)動機(jī),，在國際同類發(fā)動機(jī)中處于先進(jìn)水平；8噸級膨脹循環(huán)先進(jìn)上面級液氧液氫發(fā)動機(jī)技術(shù),，可以大大提高發(fā)動機(jī)的自身可靠性,，為我國首創(chuàng)?！叭桶l(fā)動機(jī)的研制,，使我國運(yùn)載推進(jìn)技術(shù)水平大幅提高?！睓瓒鹘苷f,。
“座駕”一體化——首次亮相的大火箭活動發(fā)射平臺實(shí)現(xiàn)了10多項(xiàng)技術(shù)突破，它的最大亮點(diǎn)是將原來發(fā)射塔上的上百臺地面設(shè)備集成在現(xiàn)有發(fā)射平臺上,，實(shí)現(xiàn)了機(jī),、電、液,、氣等眾多系統(tǒng)的一體化,，使火箭在發(fā)射塔的準(zhǔn)備流程成倍縮短?？蒲腥藛T還開發(fā)出了“十二點(diǎn)調(diào)平技術(shù)”,，只需操作按鈕，就能使大火箭實(shí)現(xiàn)自動調(diào)平,，讓火箭“坐”得又直又穩(wěn),。
“腦袋”通用化——長征五號不僅坐得更穩(wěn),，“腦袋”也更“靈光”。現(xiàn)役火箭頭部的整流罩都是金屬鋁結(jié)構(gòu),，衛(wèi)星裝在里面無法與外界通訊,。為了保持衛(wèi)星與地面的通訊暢通，必須在整流罩上開個(gè)口,，用其他透波材料打個(gè)補(bǔ)丁,，就像“開天窗”一樣?！耙?yàn)槊看窝b載的衛(wèi)星不同,，‘天窗’的位置每次都不一樣，因此整流罩不具備通用性,?！遍L征五號運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師戴政介紹說，長征五號的整流罩首次采用了全透波結(jié)構(gòu),，就像給衛(wèi)星信號開了個(gè)“全景天窗”,，通用性極強(qiáng)，將使后續(xù)火箭整流罩的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率得到大幅提高,。
>>研制難
從論證到發(fā)射經(jīng)歷整30年
從2006年立項(xiàng)至今,，長征五號沖刺了10年。但是,，從提出論證到如今,，長征五號整整走了30年，可謂30年磨一“箭”,。
上個(gè)世紀(jì)80年代中期,，時(shí)任長征三號甲系列運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師龍樂豪，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深入研究國際航空發(fā)展方向,，結(jié)合我國當(dāng)時(shí)的技術(shù)基礎(chǔ),，提出了發(fā)展大火箭的設(shè)想。從那時(shí)起,，中國開啟了大火箭的漫漫征途。
1986年,，在國家“863”計(jì)劃支持下,，我國開始了論證研制新一代運(yùn)載火箭,。
1995年,，我國開展新一代運(yùn)載火箭方案論證以及液氧煤油與氫氧兩種大推力火箭發(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究,。
2000年,，120噸級液氧煤油發(fā)動機(jī)立項(xiàng)研制,。
2001年，50噸級液氫液氧發(fā)動機(jī)立項(xiàng)研制。
2006年,，國務(wù)院正式批準(zhǔn)新一代運(yùn)載火箭基本型長征五號立項(xiàng)研制,，從此開始長達(dá)10年的攻堅(jiān)磨礪。
航天科技一院長征五號運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師李東告訴記者,，僅就火箭捆綁結(jié)構(gòu)而言,，由于長征五號火箭芯級推力每個(gè)捆綁點(diǎn)高達(dá)330噸，比以往的中型火箭增加了3倍多,，這就意味著大火箭必須采取全新的設(shè)計(jì),。在沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒的情況下，航天科技集團(tuán)一院的設(shè)計(jì)人員,，進(jìn)行了上千次的結(jié)構(gòu)模型分析和優(yōu)化,，歷時(shí)數(shù)年終于完成了“大推力捆綁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”,，實(shí)現(xiàn)了我國火箭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)史上的重大突破,。
5米直徑大型箭體結(jié)構(gòu)為我國運(yùn)載火箭首次采用，是火箭實(shí)現(xiàn)運(yùn)載能力重大跨越的基礎(chǔ),，無論是設(shè)計(jì),、制造還是試驗(yàn)，難度都極大,。據(jù)科研人員介紹,，僅新型貯箱的焊縫就有近2公里長，是長征二號和長征三號兩種火箭的總和,。這2公里的焊縫,，可謂是長征五號集夢想與艱難于一體的攻關(guān)之旅的生動寫照。
一組數(shù)據(jù)見證了長征五號誕生的艱難：據(jù)統(tǒng)計(jì),，長征五號總的研制項(xiàng)目達(dá)到800余項(xiàng),，科研人員累計(jì)開展試驗(yàn)1289項(xiàng)，各種地面試驗(yàn)總計(jì)超過兩萬余次,，生產(chǎn)各類單機(jī)一萬八千多臺,，僅電氣系統(tǒng)的元器件就有11萬個(gè)，是長征二號,、長征三號兩型火箭元器件總和的1.5倍,。“長征五號一個(gè)助推器所需要分析的動力學(xué)特性參數(shù),，幾乎是過去一枚火箭的工作量,。”航天科技集團(tuán)某所試驗(yàn)主管王鵬輝說,。
□想未來
未來探月探火都將用長五
在我國運(yùn)載火箭升級換代中,，長征五號究竟扮演什么樣的角色？
“就像長征二號是現(xiàn)役火箭系列的‘始祖’,，長征五號將是我國新一代運(yùn)載火箭的‘始祖’,?！饼垬泛涝菏空f：“這兩種型號都是劃時(shí)代的奠基之作?！碑?dāng)年,，長征二號研制成功后，中國航天人以這個(gè)型號為基礎(chǔ),，開發(fā)了長征二號系列,、長征三號系列和長征四號系列運(yùn)載火箭。
如今,，長征五號接過“接力棒”,，將擔(dān)負(fù)起引領(lǐng)我國無毒、無污染新一代運(yùn)載火箭系列化型譜化的重任,。此前,，已經(jīng)成功完成首飛的長征六號、長征七號運(yùn)載火箭,，均是由長征五號研發(fā)技術(shù)延伸出來的“縮小版”型號,。未來，科研人員還將根據(jù)長征五號的技術(shù)基礎(chǔ),，開發(fā)出新一代的長征系列大火箭,，包括未來載人登月用的重型火箭，都將以長征五號為研發(fā)原型,。
大火箭,，大夢想，大推力,。長征五號研制成功,，大幅提升了我國進(jìn)入太空的能力，是我國由航天大國向航天強(qiáng)國邁進(jìn)的重要支撐和顯著標(biāo)志,。不久的將來,，長征五號將陸續(xù)運(yùn)載新型月球探測器、火星探測器進(jìn)入太空,，中國空間站計(jì)劃也將在長征五號的助推下成為現(xiàn)實(shí),。按計(jì)劃，2017年嫦娥五號落月采樣返回,、2018年發(fā)射空間站核心艙,、2020年發(fā)射火星探測器等任務(wù)都將依靠長征五號來實(shí)現(xiàn)。
作為中國大運(yùn)載時(shí)代的“開拓者”,、深空探測的“主力軍”,，長征五號開啟的未來將會更加精彩。展望發(fā)展前景，欒恩杰院士充滿信心,。他設(shè)想：有了大火箭,，中國將來還可以建設(shè)太空望遠(yuǎn)鏡、太空發(fā)電站等設(shè)施,。長征五號執(zhí)行“一箭多星”式發(fā)射任務(wù)的能力更強(qiáng),，未來構(gòu)建全球定位系統(tǒng)、全球通信系統(tǒng)等,，所花費(fèi)的時(shí)間將大幅縮短,。
□追歷史
“長征火箭家族”成長記
長征一號、長征二號,、長征三號,、長征四號、長征六號,、長征十一號,、長征七號、長征五號等,，形成了具有中國特色的長征系列運(yùn)載火箭家族,。
“長征火箭家族”的誕生要從1958年說起。1957年10月,，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星。1958年5月,，毛澤東在中國共產(chǎn)黨八屆二中全會上提出,，“我們也要搞人造衛(wèi)星”。1966年5月,，我國第一顆人造地球衛(wèi)星定名為東方紅一號,，運(yùn)載火箭定名為長征一號。經(jīng)過長期艱苦的努力和探索,，1970年4月24日,，長征一號運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心將中國首顆自主研制的東方紅一號科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星成功送入太空。中國由此成為繼蘇,、美,、法、日后,，第五個(gè)能夠獨(dú)立發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家,。
1975年11月26日，長征二號運(yùn)載火箭發(fā)射返回式衛(wèi)星一舉成功,，3天后衛(wèi)星返回地面,。我國成為世界上第三個(gè)掌握航天器返回技術(shù)的國家。
長征二號先后有長征二號C,、長征二號D,、長征二號E、長征二號F等改進(jìn)型,。其中,，長征二號F運(yùn)載火箭是我國第一個(gè)載人運(yùn)載火箭，1999年首飛成功,，2003年10月15日,，長征二號F運(yùn)載火箭將神舟五號飛船送入太空。我國成為世界上第三個(gè)掌握載人航天技術(shù)的國家,。
長征三號運(yùn)載火箭是在長二基礎(chǔ)上于1984年研制成功的,，增加了第三級低溫高能液氫液氧發(fā)動機(jī)。為了適應(yīng)通信衛(wèi)星容量和重量不斷增大和變化的要求,，此后我國相繼研制出長三甲、長三乙,、長三丙三種運(yùn)載火箭,，被稱為“長三甲”系列，不僅拓展了我國火箭使用范圍,，也成功打入了國際市場。
2007年10月24日,，長征三號甲運(yùn)載火箭成功將中國首顆月球探測衛(wèi)星嫦娥一號送入預(yù)定軌道。2013年12月2日,，長征三號乙運(yùn)載火箭將嫦娥三號探測器成功送入太空,。之后,，嫦娥三號探測器圓滿實(shí)現(xiàn)月面軟著陸,，玉兔號月球車實(shí)現(xiàn)月面巡視勘察，我國成為世界上第三個(gè)成功實(shí)現(xiàn)航天器地外天體軟著陸的國家,。
2016年6月25日,，我國新一代中型運(yùn)載火箭長征七號在中國文昌航天發(fā)射場首飛成功,。這是長征系列運(yùn)載火箭的第230次飛行,。作為我國新一代高可靠、高安全,、無毒,、無污染的中型運(yùn)載火箭,，長征七號近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到13.5噸，比大家熟悉的長征二號F提高了近60％,。長七首飛,，是中國以建設(shè)空間站為目標(biāo)的空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)第一次發(fā)射，標(biāo)志著中國載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)順利開啟,。
昨天,，長征五號成功首飛，這意味著“長征火箭家族”面向太空的長征又踏出了新的一步,。
□看世界
全球“大火箭”
阿麗亞娜5型火箭 歐洲生產(chǎn)的大推力運(yùn)載火箭,，于1996年首次試驗(yàn)發(fā)射，1999年正式投入商業(yè)發(fā)射,?；鸺L50.5米，直徑5.4米,，可將10噸載荷運(yùn)至地球同步轉(zhuǎn)移軌道,，近地軌道運(yùn)載能力可達(dá)20噸。
安加拉5型火箭 俄羅斯的大型運(yùn)載火箭,，于2014年首次發(fā)射成功,。火箭長55米,，最大總重750噸以上,，近地軌道運(yùn)力近25噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力最大可達(dá)7噸以上,。
宇宙神5型火箭 是美國軍方航天發(fā)射采用的主要火箭之一,，可實(shí)施相對小質(zhì)量載荷的近地軌道與地球同步轉(zhuǎn)移軌道級別發(fā)射任務(wù)，其地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力為8.9噸，近地軌道運(yùn)力為18.85噸,。
德爾塔4型火箭 本世紀(jì)初美國低成本火箭研究計(jì)劃的第一個(gè)產(chǎn)物,，是具有11噸至25噸近地軌道運(yùn)力的中型大推力火箭。
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